退耕还草工程是黄土高原生态恢复的重要措施,探讨气候变化情境下撂荒草地土壤碳组分和呼吸的变化特征及其与土壤胞外酶的相互影响关系,对理解脆弱生境在气候变化背景下土壤碳库组分具有重要的生态学意义。本研究以黄土丘陵区自然撂荒12年的草地为研究对象,人工模拟气候变暖和降水增加及其交互作用,采用野外检测和室内分析相结合的方法,分析了土壤碳组分和土壤呼吸速率对增温增雨的响应特征及其酶活性作用过程,阐明了气候变化对黄土丘陵区撂荒草地生态系统土壤碳库组分及土壤呼吸速率的影响方向和程度。主要研究结果如下:（1）增温显著提高了土壤表层温度,2018年平均增加了1.47℃,2019平均增加了1.27℃。增雨处理显著降低了土壤温度,2018年平均降低了0.76℃,2019年平均降低了0.68℃。土壤湿度方面,增雨显著增加了土壤水分含量,且增雨50%处理的土壤水分含量最高,2018和2019年分别高出对照0.99%和2.1%。增温和增雨的交互作用对土壤温度和水分含量的影响均不显著。（2）增雨50%显著增加了土壤有机碳,而增温降低了土壤有机碳含量,增温和增雨50%对于有机碳含量具有相拮抗的交互作用,其中增雨50%为主要调控因子。土壤全氮和全磷在不同处理之间差异不显著。2019年增雨50%处理的土壤C:N和C:P显著高于其他处理,N:P变化不显著。速效养分方面,增温和增雨均增加了可溶性有机碳含量,其中增雨50%影响显著。（3）增温显著增加了土壤微生物量碳和磷的含量,增雨显著增加了微生物量磷含量,增温和增雨在影响土壤微生物量碳和磷的过程中起到了协同的促进作用。土壤碳组分方面,增雨50%显著增加了土壤易氧化有机碳含量,增温和增雨的协同交互作用促进了易氧化有机碳的大幅增加。增温增加了惰性有机碳含量,而增雨增加了活性有机碳含量,二者的交互作用对活性和惰性有机碳的影响不显著。（4）影响该区域土壤呼吸的主要环境因子是土壤水分含量,2019年由于生长季降水丰富,土壤呼吸速率相比2018年同期增长了2.2倍,这其中包括降雨引起的干湿交替对土壤呼吸的激发作用,增温对土壤呼吸的影响主要取决于当季降水量和季节温度,降雨充沛的季节增温对土壤呼吸具有极显著的促进作用,此外,在基本无降雨且寒冷的冬季,增温也显著提高了土壤呼吸速率。增温降低了土壤呼吸温度敏感性(Q10),而增雨增加了Q10。线性回归分析显示土壤易氧化有机碳、活性有机碳、土壤总有机碳均与土壤呼吸速率显著正相关,表明土壤微生物可利用碳源增加会显著增加土壤呼吸速率。（5）土壤水热环境的改变会显著影响土壤胞外碳降解酶活性,水解酶方面,增温和增雨以及两者的交互作用均显著降低了土壤BG和CBH酶活性。其中,增雨对土壤BG和CBH酶活性的负影响更为强烈,增温和增雨在影响BG和CBH酶活性方面起到了协同的抑制作用,而与上述两种纤维素酶活性相反,增温显著增加了土壤半纤维素酶系关键酶（BX）酶活性,且增温增雨对于BX酶活性的影响则主要由增温所引起的正效应而造成的。氧化酶方面,增温显著增加了土壤氧化酶活性,2019年的增雨处理显著降低了土壤PER和PPO酶活性。土壤碳库和土壤酶活性的相关性分析结果显示土壤碳组分含量和土壤酶活性具有密切的相互调控关系,冗余分析和方差分解分析显示了土壤理化性质、生物性质与土壤呼吸速率以及酶活性的的变化有高度关联。综上所述,黄土丘陵区撂荒草地趋于暖湿的气候预测会加速该区域土壤碳排放。土壤碳固存主要取决于水热配比,未来以气温升高为主的气候变化将使该区域土壤碳库结构发生变化,活性碳和惰性碳的分配关系将会进一步变化,而这一变化可能并不利于碳汇,此外,土壤酶活性可作为深入理解土壤碳库变化的有效表征。